一種城市電動公交車復(fù)合能源的能量分配裝置及能量分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電動汽車復(fù)合能源的構(gòu)型及能量管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前電動汽車用動力電池比能量有限，大多電動汽車采用單一類型動力電池作為 動力源，滿足純電續(xù)駛里程和驅(qū)動功率需求。在滿足附加重量和驅(qū)動功率需求的約束條件 下，延長續(xù)駛里程需要采用更高能量密度的動力電池，比如鋁空氣電池、鋅空氣電池等，但 此類高比能量動力電池的功率特性差，車輛運行工況容易造成其壽命的大幅衰減。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的電動車采用鋁空氣電池存在功率特性差的問題，提出了 一種城市電動公交車復(fù)合能源的能量分配裝置及能量分配方法。
[0004] 本發(fā)明所述的一種城市電動公交車復(fù)合能源的能量分配裝置，它包括鋁空氣電 池、驅(qū)動器和驅(qū)動電機(jī)，其特征在于，它還包括車速傳感器、油門踏板傳感器、制動踏板傳感 器、整車控制器、電池管理系統(tǒng)、報警模塊、DC/DC轉(zhuǎn)換器、超級電容、和泄流裝置；
[0005] 車速傳感器用于檢測電動車車速，油門踏板傳感器用于檢測油門踏板開度狀態(tài)， 制動踏板傳感器用于檢測制動踏板的開度狀態(tài)，整車控制器的車速信號輸入端連接車速傳 感器的信號輸出端，整車控制器的油門踏板開度信號輸入端連接油門踏板傳感器的信號輸 出端，整車控制器的制動踏板開度信號輸入端連接制動踏板傳感器的信號輸出端，電池管 理系統(tǒng)用于檢測鋁空氣電池的剩余電量值和超級電容的剩余電量值；
[0006] 整車控制器的剩余電量信號輸入端連接電池管理系統(tǒng)的剩余電量信號輸出端，電 池管理系統(tǒng)用于采集鋁空氣電池的剩余電量和超級電容的剩余電量，并將采集的鋁空氣電 池的剩余電量和超級電容的剩余電量信號發(fā)送至整車控制器、，超級電容的電源信號輸出 輸入端連接驅(qū)動器的電源信號輸入輸出端，鋁空氣電池的電源信號輸出端連接DC/DC轉(zhuǎn)換 器的電源信號輸入端，DC/DC轉(zhuǎn)換器的電源信號輸出端連接超級電容的電源信號輸入端，整 車控制器的電池輸出功率控制信號輸出端連接DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出功率控制信號輸入端， 整車控制器的泄流控制信號輸出端連接泄流裝置的泄流控制信號輸入端，泄流裝置的電流 信號輸出端連接DC/DC轉(zhuǎn)換器的電流信號輸出端，整車控制器的報警信號輸出端連接報警 模塊的報警控制信號輸入端，驅(qū)動器的驅(qū)動信號輸出端電源信號輸入端連接電動汽車的驅(qū) 動電機(jī)的驅(qū)動信號輸入電源信號輸出端。
[0007] 利用上述基于城市電動公交車復(fù)合能源的能量分配裝置的能量分配方法，該方法 的具體步驟為：
[0008] 步驟一、采用車速傳感器采集電動汽車的速度，采用油門踏板傳感器采集電動汽 車油門踏板的開度，采用制動踏板傳感器采集制動踏板的開度，同時采用電池管理系統(tǒng)采 集鋁空氣電池的剩余電量SOCjP超級電容的剩余電量SOC 2;
[0009] 步驟二、判斷鋁空氣電池的剩余電量SOC1是否小于鋁空氣電池荷電狀態(tài)的最小閥 值h ;若是，則執(zhí)行步驟三；否則執(zhí)行步驟四；
[0010] 步驟三、整車控制器向報警模塊發(fā)出低電量報警觸發(fā)信號；返回步驟一；
[0011] 步驟四、判斷油門踏板傳感器采集到的電動汽車油門踏板的開度信號是否大于〇， 當(dāng)油門踏板的開度信號大于〇時，根據(jù)油門踏板開度和電動汽車的速度計算整車驅(qū)動功率 Pe，執(zhí)行步驟五，否則執(zhí)行步驟十；
[0012] 步驟五、判斷電動汽車所需要的驅(qū)動功率匕是否大于鋁空氣電池的平均功率的值 P1;若P e大于P i，則整車控制器控制DC/DC轉(zhuǎn)換器開啟，鋁空氣電池輸出功率P1，同時，超級 電容同時向驅(qū)動器輸出功率P 2 = P e_P1;返回步驟一，若P /]、于P i，執(zhí)行步驟六；
[0013] 步驟六、判斷超級電容的剩余電量SOC2S小于超級電容荷電狀態(tài)的最小閥值g，若 是，則執(zhí)行步驟七，否則，執(zhí)行步驟八；
[0014] 步驟七、整車控制器控制DC/DC變換器開啟，鋁空氣電池輸出功率P1，令鋁空氣電 池為電動車提供驅(qū)動功率，同時為超級電容充電；返回步驟一；
[0015] 步驟八、整車控制器通過關(guān)閉DC/DC變換器，關(guān)閉鋁空氣電池的功率輸出，超級電 容單獨為電動車提供驅(qū)動功率，超級電容輸出功率P2= P ^返回步驟一。
[0016] 步驟九、判斷制動踏板傳感器采集的制動踏板開度是否大于0,若不是，則執(zhí)行步 驟十；若是，則執(zhí)行步驟十一；
[0017] 步驟十、整判斷超級電容的剩余電量SOC2是否大于超級電容荷電狀態(tài)的最大閥值 γ ;若SOC2大于γ，則返回步驟一；若SOC 2小于γ，整車控制器通過控制DC/DC變換器開 啟，鋁空氣電池輸出功率為超級電容充電，充電結(jié)束后返回步驟一；
[0018] 步驟^^一、整車控制器計算電動車的制動功率Pb，判斷超級電容的剩余電量SOC2 是否大于超級電容荷電狀態(tài)的最大閥值γ ;若SOC2大于γ，則通過泄流裝置進(jìn)行泄流，返 回執(zhí)行步驟一；若SOC2小于γ，整車控制器通過驅(qū)動器回收電動汽車的制動能量為超級電 容充電，充電結(jié)束后返回步驟一。
[0019] 本發(fā)明通過對復(fù)合能源的能量管理優(yōu)化，節(jié)約了鋁空氣電池的能量，避免了對鋁 空氣電池的重復(fù)更換，同時又滿足了城市電動公交車大部分時間的動力性需求。通過制定 了相應(yīng)的能量分配方法，使得復(fù)合能源的能量得到合理的分配，既滿足了用戶對于電動車 續(xù)駛里程的要求，增加了電動車的續(xù)駛里程；又滿足了電動車在高速行駛時的動力性需求， 使電動車在不同車速下都能正常行駛。
【附圖說明】
[0020] 圖1為發(fā)明所述的城市電動公交車復(fù)合能源的能量分配裝置的電氣原理框圖。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0021] 一、結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的一種城市電動公 交車復(fù)合能源的能量分配裝置，它包括鋁空氣電池、驅(qū)動器9和驅(qū)動電機(jī)10,它還包括車速 傳感器1、油門踏板傳感器2、制動踏板傳感器3、整車控制器4、電池管理系統(tǒng)5、報警模塊 6、DC/DC轉(zhuǎn)換器7、超級電容8、和泄流裝置11 ;
[0022] 車速傳感器1用于檢測電動車車速，油門踏板傳感器2用于檢測油門踏板開度狀 態(tài)，制動踏板傳感器3用于檢測制動踏板的開度狀態(tài)，整車控制器4的車速信號輸入端連接 車速傳感器1的信號輸出端，整車控制器4的油門踏板開度信號輸入端連接油門踏板傳感 器2的信號輸出端，整車控制器4的制動踏板開度信號輸入端連接制動踏板傳感器3的信 號輸出端，電池管理系統(tǒng)5用于檢測鋁空氣電池的剩余電量值和超級電容的剩余電量值；
[0023] 整車控制器4的剩余電量信號輸入端連接電池管理系統(tǒng)5的剩余電量信號輸出 端，電池管理系統(tǒng)8用于采集鋁空氣電池的剩余電量和超級電容的剩余電量，并將采集的 鋁空氣電池的剩余電量和超級電容的剩余電量信號發(fā)送至整車控制器4、，超級電容8的電 源信號輸出輸入端連接驅(qū)動器9的電源信號輸入輸出端，錯空氣電池的電源信號輸出端連 接DC/DC轉(zhuǎn)換器7的電源信號輸入端，DC/DC轉(zhuǎn)換器7的電源信號輸出端連接超級電容8的 電源信號輸入端，整車控制器4的電池輸出功率控制信號輸出端連接DC/DC轉(zhuǎn)換器7的輸 出功率控制信號輸入端，整車控制器4的泄流控制信號輸出端連接泄流裝置11的泄流控制 信號輸入端，泄流裝置11的電流信號輸出端連接DC/DC轉(zhuǎn)換器7的電流信號輸出端，整車 控制器4的報警信號輸出端連接報警模塊6的報警控制信號輸入端，驅(qū)動器9的驅(qū)動信號 輸出端電源信號輸入端連接電動汽車的驅(qū)動電機(jī)10的驅(qū)動信號輸入電源信號輸出端。
【具體實施方式】 [0024] 二、本實施方式是利用一所述的一種城市電動公交車 復(fù)合能源的能量分配裝置的能量分配方法，該方法的具體步驟為：
[0025] 步驟一、采用車速傳感器1采集電動汽車的速度，采用油門踏板傳感器2采集電動 汽車油門踏板的開度，采用制動踏板傳感器3采集制動踏板的開度，同時采用電池管理系 統(tǒng)5采集鋁空氣電池的剩余電量SOCjP超級電容的剩余電量SOC 2;
[0026] 步驟二、判斷鋁空氣電池的剩余電量SOC1是否小于鋁空氣電池荷電狀態(tài)的最小閥 值h ;若是，則執(zhí)行步驟三；否則執(zhí)行步驟四；
[0027] 步驟三、整車控制器4向報警模塊6發(fā)出低電量報警觸發(fā)信號；返回步驟一；
[0028] 步驟四、判斷油門踏板傳感器2采集到的電動汽車油門踏板的開度信號是否大于 0,當(dāng)油門踏板的開度信號大于0時，根據(jù)油門踏板開度和電動汽車的速度計算整車驅(qū)動功 率P e，執(zhí)行步驟五，否則執(zhí)行步驟十；
[0029] 步驟五、判斷電動汽車所需要的驅(qū)動功率匕是否大于鋁空氣電池的平均功率的值 P1^ P ε大于P i，則整車控制器4控制DC/DC轉(zhuǎn)換器7開啟，鋁空氣電池輸出功率P1，同時， 超級電容同時向驅(qū)動器9輸出功率P 2= P ε-Ρ1;返回步驟一，若P 6小于P i，執(zhí)行步驟六；
[0030] 步驟六、判斷超級電容的剩余電量SOC2S小于超級電容荷電狀態(tài)的最小閥值g，若 是，則執(zhí)行步驟七，否則，執(zhí)行步驟八；
[0031] 步驟七、整車控制器4控制DC/DC變換器7開啟，鋁空氣電池輸出功率P1，令鋁空 氣電池為電動車提供驅(qū)動功率，同時為超級電容充電；返回步驟一；
[0032] 步驟八、整車控制器4通過關(guān)閉DC/DC變換器7關(guān)閉鋁空氣電池的功率輸出，超級 電容單獨為電動車提供驅(qū)動功率，超級電容輸出功率P 2= P 返回步驟一。
[0033] 步驟九、判斷制動踏板傳感器3采集的制動踏板開度是否大于0,若